晶体管知识-晶体管输入、输出特性及电流传输特性解析

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件（包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等，有时特指双极型器件），具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如Relay、switch）不同，晶体管利用电信号来控制自身的开合，所以开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达100GHz以上。

晶体管特性是其表示之间的关系的曲线的电流和电压一的晶体管在特定配置。通过将晶体管配置电路视为类似于双端口网络，可以使用以下类型的特性曲线来分析它们。

1.输入特性：这些描述输入电流的变化，输入电压值的变化使输出电压保持恒定。

2.输出特性：这是输出电流与输出电压的关系曲线，输入电流恒定。

3.电流传输特性：该特性曲线显示输出电流随输入电流的变化，保持输出电压恒定。

晶体管的共基极（CB）配置

在CB配置中，晶体管的基极端子在输入和输出端子之间是公共的，如图1所示。这种配置提供低输入阻抗，高输出阻抗，高电阻增益和高电压增益。

晶体管CB配置的输入特性

下面的图2显示了CB配置电路的输入特性，该电路描述了发射极电流的变化，I E与基极 - 发射极电压，V BE保持集电极 - 基极电压，V CB恒定。

这导致输入电阻的表达为：

晶体管CB配置的输出特性

CB配置的输出特性（图3）显示了当发射极电流I E保持恒定时，集电极电流I C与V CB的变化。从图中可以看出，输出电阻可以通过以下方式获得：

晶体管CB配置的电流传递特性

下面的图4显示了CB配置的电流传输特性，它说明了I C与I E的变化，使V CB保持为常数。得到的当前增益的值小于1，可以在数学上表示为：

晶体管的共集电极（CC）配置

该晶体管配置具有在输入和输出端子之间共用的晶体管的集电极端子（图5），并且也称为射极跟随器配置。这提供高输入阻抗，低输出阻抗，小于1的电压增益和大电流增益。

晶体管CC配置的输入特性

图6显示了CC配置的输入特性，它描述了根据V CB的 I B随着集电极 - 发射极电压V CE的恒定值的变化。

晶体管CC配置的输出特性

下面的图7显示了CC配置的输出特性，其显示了对于I B的常数值，I E相对于V CE的变化的变化。

晶体管CC配置的电流传输特性

CC配置的这种特性（图8）显示了I E与I B的变化，使V CE保持为常数。

晶体管的共发射极（CE）配置

在这种配置中，发射极端子在输入和输出端子之间是公共的，如图9所示。这种配置提供中等输入阻抗，中等输出阻抗，中等电流增益和电压增益。

晶体管CE配置的输入特性

图10示出了晶体管的CE配置的输入特性，其示出了当V CE保持恒定时根据V BE的 I B的变化。

从上面图10所示的曲线图可以得到晶体管的输入电阻

晶体管CE配置的输出特性

CE配置的输出特性（图11）也称为集电极特性。该图显示当I B保持恒定时I C随V CE的变化而变化。从图中可以看出，输出电阻可以通过以下方式获得：

晶体管CE配置的电流传输特性

CE配置的这种特性表明I C与I B的变化使V CE保持恒定。这可以通过数学方式给出

该比率称为共发射极电流增益，并且始终大于1。

最后，需要注意的是，尽管所解释的特性曲线是针对BJT的，但即使在FET的情况下，类似的分析仍然很好。众所周知，最近关于芯片的话题很热，尤其是任何有关于国产芯片的好消息就更热了。而在近日，突然有一则消息刷屏了，那就是中国科研人员实现了3nm半导体工艺的突破性进展。